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蔣世廉 馬獻(xiàn)珍 劉明輝

　　最近，華北石油局井下作業(yè)公司從美國引進(jìn)的兩車裝載HRSR680連續(xù)油管設(shè)備到達(dá)大牛地氣田。這套設(shè)備與2008年底該公司到位的不壓井作業(yè)機(jī)配套作業(yè)，能夠完成目前先進(jìn)的連續(xù)油管壓裂工藝，從而在較短時(shí)間內(nèi)一次性完成對(duì)多個(gè)儲(chǔ)層壓裂，并最大限度地避免儲(chǔ)層的二次污染，以儲(chǔ)層的有效保護(hù)和改造達(dá)到多層合采、提高單井氣產(chǎn)量、解放低品位儲(chǔ)量的目的。可有效解決大牛地氣田多年來儲(chǔ)層極易被傷害、單井產(chǎn)氣量低的難題，為大牛地氣田持續(xù)“牛氣”帶來希望。

　　國內(nèi)外連續(xù)油管技術(shù)發(fā)展迅速

　　自1962年美國研制出第一臺(tái)連續(xù)油管輕便修井裝置以來，連續(xù)油管技術(shù)逐漸成熟，進(jìn)入20世紀(jì)90年代，連續(xù)油管技術(shù)與裝備得到迅速發(fā)展，以其獨(dú)特和顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，及相關(guān)技術(shù)的研究和改進(jìn)，應(yīng)用深度和廣度進(jìn)一步擴(kuò)大，涉及石油行業(yè)鉆井、完井、試油、修井等各個(gè)領(lǐng)域。

連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)成為世界油氣工業(yè)技術(shù)研究與應(yīng)用中的一大熱點(diǎn)，最大作業(yè)井深已超過9000 米。國外連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)已能對(duì)陸地和海上油氣井進(jìn)行20多種作業(yè)。利用連續(xù)油管修井代表著當(dāng)今世界修井技術(shù)的發(fā)展方向，并將作為一種常規(guī)、高效的作業(yè)技術(shù)普及。

　　我國連續(xù)油管技術(shù)目前主要依賴國外引進(jìn)，價(jià)格極其昂貴。2006年，勝利采油院攻克了連續(xù)油管注入器及注入器與卷筒協(xié)調(diào)控制兩大難題，生產(chǎn)出國內(nèi)第一套全套連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備，作業(yè)深度達(dá)到2600米。標(biāo)志著我國連續(xù)油管技術(shù)取得突破性進(jìn)展。

　　儲(chǔ)層傷害困擾大牛地氣田

　　大牛地氣田屬于非均質(zhì)性強(qiáng)的碎屑巖氣藏，其氣藏具有“三低兩高”的特點(diǎn)，即低壓、低孔、低滲、有效應(yīng)力高、基塊毛細(xì)管壓力高。儲(chǔ)層一旦受到鉆井液、壓裂夜的反復(fù)污染，天然氣很難釋放出來。基于儲(chǔ)層的特點(diǎn)，大多數(shù)氣井不進(jìn)行壓裂改造，難以獲得工業(yè)氣流。據(jù)專家介紹說，如水平井氣井通過大型壓裂，使地層壓出幾個(gè)毫米寬的裂縫就能獲得明顯的天然氣釋放量，而鉆井成型井徑達(dá)165毫米上千米長的大井眼，在受到污染的情況下卻難以出氣，說明鉆井液、壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害程度是非常大的。

　　避免對(duì)儲(chǔ)層的傷害，是提高天然氣產(chǎn)量的有效方法，然而，長期以來，該氣田一直采用液氮伴注加砂壓裂改造和常規(guī)試氣投產(chǎn)及修井作業(yè)。據(jù)華北井下作業(yè)公司現(xiàn)場技術(shù)人員介紹，這種作業(yè)存在著諸多缺點(diǎn)：其一，逐層上返壓裂工藝需要對(duì)下面的儲(chǔ)層進(jìn)行壓井、填砂、打水泥塞，其耗時(shí)長、成本高，無法適應(yīng)氣田高效開發(fā)、低成本運(yùn)作的要求；其二，多次壓井、打水泥塞等作業(yè)對(duì)儲(chǔ)層造成二次傷害，氣層產(chǎn)量會(huì)出現(xiàn)不同程度的遞減；其三，若是兩層合采時(shí)，需要進(jìn)行鉆開水泥塞和沖砂等作業(yè)，其過程較為復(fù)雜，不適應(yīng)大牛地氣田的多氣層開采。

　　不壓井作業(yè)機(jī)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)

　　為解決上述難題，華北分公司想到了不壓井作業(yè)裝置，該套裝置主要依靠井控設(shè)備，也就是防噴器組，它是由全封閉閘板、剪切式閘板、帶卡瓦閘板和連續(xù)油管組成，在對(duì)氣井壓裂、試氣作業(yè)時(shí)，不需要進(jìn)行壓井，即能保證在欠平衡壓力下安全實(shí)施各項(xiàng)作業(yè)，又可避免傷害儲(chǔ)層。

　　為驗(yàn)證不壓井作業(yè)在大牛地氣田實(shí)施的可行性，2007年11月，由依托北京BJ公司、北京托普威爾公司負(fù)責(zé)編制并提供技術(shù)服務(wù)，華北井下作業(yè)公司負(fù)責(zé)配合及試氣施工，首次在大牛地氣田對(duì)D12-10井、D66-4井進(jìn)行了連續(xù)油管分層環(huán)空壓裂，成功地運(yùn)用不壓井技術(shù)下入完井管柱。并首次在DP4井水平井試氣作業(yè)采用了不壓井作業(yè)， 該井在不壓井的情況下安全實(shí)施了加深管柱、液氮?dú)馀e、管柱提離水平段完井等作業(yè)，避免了壓井作業(yè)中由于使用壓井液造成的地層污染，保護(hù)了氣層，揭開了大牛地氣田水平井不壓井試氣作業(yè)清潔化生產(chǎn)的序幕。通過3口井的施工，為大牛地氣田引進(jìn)的連續(xù)油管及不壓井作業(yè)裝置奠定了基礎(chǔ)。

　　2008年10月，華北井下作業(yè)公司引進(jìn)美國Hydra Rig公司的不壓井作業(yè)機(jī)抵達(dá)大牛地氣田D1-1-49井，華北井下按照項(xiàng)目計(jì)劃迅速組建了特種作業(yè)隊(duì)，承擔(dān)了大牛地氣田所有的不壓井作業(yè)任務(wù),目前已順利完成2井次不壓井作業(yè)。今年，不壓井作業(yè)機(jī)第一次在水平井DP12井正式投入施工，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用范圍。

　　8月18日，華北井下在大牛地氣田D1-4-45井12.5兆帕壓力的狀態(tài)下，利用不壓井作業(yè)機(jī)首次完成全井生產(chǎn)管柱的更換，從而創(chuàng)造了大牛地氣田不壓井作業(yè)提出和下入管柱最深的施工記錄。

　　連續(xù)油管壓裂實(shí)現(xiàn)精細(xì)開采

　　在大牛地氣田2000多米的井段中，存在多個(gè)薄層交錯(cuò)疊合的儲(chǔ)層，有關(guān)專家形象的比喻成一層層的“破棉被”，傳統(tǒng)的大型壓裂方法無法對(duì)相臨兩層以上的氣層實(shí)施分層壓裂，不得不放棄部分井厚度較小的氣層，實(shí)施同時(shí)壓裂時(shí)，又很難斷定被壓開的層位，從而造成儲(chǔ)層浪費(fèi)，影響天然氣產(chǎn)量。

　　連續(xù)油管作業(yè)機(jī)是連續(xù)油管施工作業(yè)的主要設(shè)備。它是一種移動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)的連續(xù)油管起下運(yùn)輸設(shè)備。作業(yè)時(shí)連續(xù)油管作業(yè)機(jī)將連續(xù)油管快速下入、起出油氣井，并把起出的連續(xù)油管纏繞在滾筒上，可滿足壓裂、修井等高效施工需要。

　　連續(xù)油管作業(yè)機(jī)與不壓井作業(yè)裝置配合使用，通過調(diào)整不壓井作業(yè)機(jī)封隔器的在氣井中的位置，將地層隔開，利用連續(xù)油管壓裂工藝，可以完成相鄰薄儲(chǔ)層的分層壓裂，避免薄儲(chǔ)層漏失廢棄，從而在較短時(shí)間內(nèi)一次性完成對(duì)多個(gè)儲(chǔ)層壓裂，并最大限度有效保護(hù)儲(chǔ)層，避免儲(chǔ)層的二次污染，實(shí)現(xiàn)分層壓裂、多層合采、提高單井產(chǎn)量、解放低品位儲(chǔ)量的目標(biāo)。同時(shí)，試氣工作也更加順利，效率更高，可有效解決大牛地氣田多年來氣層壓裂后排液周期長、效率低的難題。

　　前不久，從美國引進(jìn)的連續(xù)油管設(shè)備已到達(dá)大牛地氣田，華北井下特種作業(yè)隊(duì)正加緊進(jìn)行設(shè)備的操作演練。配套不壓井作業(yè)機(jī)后，如虎添翼，將廣泛應(yīng)用于氣田射孔、壓裂、試氣、修井等作業(yè)。

　　連續(xù)油管壓裂技術(shù)非常適合層狀油藏、不連續(xù)油藏等需要進(jìn)行多級(jí)分層壓裂以及分支井的壓裂，利用連續(xù)油管壓裂技術(shù)，在作業(yè)費(fèi)用允許范圍內(nèi)有效地進(jìn)行邊際油藏壓裂作業(yè)，提高油藏經(jīng)濟(jì)開發(fā)效果，實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、一體化。據(jù)專家評(píng)估，隨著大牛地氣田施工的水平井、分支井增多，加之儲(chǔ)層的自然特性，連續(xù)油管技術(shù)在氣田有著廣泛的應(yīng)用前景。

　　連續(xù)油管技術(shù)亟待突破的難關(guān)

　　連續(xù)油管分層環(huán)空壓裂技術(shù)在國外發(fā)達(dá)國家的油氣勘探與開發(fā)中應(yīng)用廣泛，但目前還未被國內(nèi)所真正掌握和應(yīng)用。由于受連續(xù)油管管徑的限制，為克服施工中高摩阻的不利影響，往往在連續(xù)油管壓裂時(shí)采用環(huán)空注入的壓裂方式，這樣壓裂支撐劑將直接沖擊連續(xù)油管外表面，造成連續(xù)油管外表面嚴(yán)重?fù)p傷從而影響使用壽命，甚至將連續(xù)油管刺壞或斷裂落井而造成事故，因此，為了保護(hù)連續(xù)油管有必要研制高強(qiáng)度耐磨的連續(xù)油管保護(hù)器，以滿足連續(xù)油管環(huán)空壓裂的需要。

　　日前，一種用于環(huán)空壓裂施工中保護(hù)連續(xù)油管的井口保護(hù)器，由華北井下作業(yè)公司在大牛地氣田D1-4-162井試驗(yàn)成功。這一成果將對(duì)連續(xù)油管分層壓裂產(chǎn)生積極的推動(dòng)作用，從而填補(bǔ)了國內(nèi)連續(xù)油管壓裂技術(shù)的一項(xiàng)空白。